KR940004958B1 - Speed regulation method of induction motor - Google Patents

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Abstract

obtaining a dependent coefficient with the torque current of a motor as an independent coefficient; multiplying the dependent coefficient by a speed offset to obtain a first torque control signal; operating a second torque control signal from a torque signal and the first torque control signal; summing the first and second torque control signals; and limitting the absolute value of the resultant amplitude to generate a torque control signal, thereby suppressing the vibration of the motor.

Description

유도 전동기의 속도 제어방법Speed control method of induction motor

제1도는 종래의 전동기 속도 제어 회로의 블록 구성도.1 is a block diagram of a conventional motor speed control circuit.

제2도는 본 방명에 따른 인버터의 블록 구성도.2 is a block diagram of an inverter according to the present invention.

제3도는 본 발명에 따른 속도 제어기의 블록 구성도3 is a block diagram of a speed controller according to the present invention.

제4도는 본 발명 유도 전동기의 속도 제어 방법의 제어 흐름도.4 is a control flowchart of a speed control method of the induction motor of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

1 : 감산기 2 : 비례 연산부1: Subtractor 2: Proportional calculation unit

3 : 적분 연산부 4 : 가산기3: integral calculation unit 4: adder

7 : 속도 제어기 8 : 전류 제어기7 speed controller 8 current controller

9 : 파워 변환기 10 : 전동기 및 부하9: power converter 10: motor and load

본 발명은 전동기의 속도 제어에 관한 것으로, 특히 속도 지령 또는 부하 토오크의 급변시에 발생할 수 있는 전동기 속도의 전동을 억제하는데 적당하도록 한 유도 전동기의 속도 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to speed control of an electric motor, and more particularly, to a speed control method of an induction motor that is suitable for suppressing power transmission of an electric motor speed that may occur when a speed command or a load torque suddenly changes.

일반적으로 사용되고 있는 종래의 전동기 속도 제어 회로는 제1도에 도시한 바와 같이 전동기의 속도 명령신호(WR *)와 현재 전동기의 속도 신호(WR)를 일정한 비례상수(KP)로 승산함과 아울러 적분기(3)를 통해 출력하여 가산기(4)에서 서로 가산하고 이를 제어기(7)에 입력하여 토오크 신호가 발생되도록 구성되어 있다.The conventional motor speed control circuit which is generally used multiplies the speed command signal W R * of the motor and the speed signal W R of the current motor by a constant proportional constant K P as shown in FIG. 1. In addition to the output through the integrator (3) is added to each other in the adder (4) is configured to generate a torque signal by inputting it to the controller (7).

상기와 같은 전동기 속도 제어회로의 구성에 대하여 그 동작 및 문제점을 제2도의 블록 선도와 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation and problems of the configuration of the motor speed control circuit as described above will be described in detail with the block diagram of FIG.

먼저 상기회로는 속도 명령(WR *)을 인가하였을 때 전동기로 부터 피이드백되어 오는 속도 (WR)가 상기 명령값(WR *)에 일치하여 속도 오차(△WR)가 제로가 되도록 동작시키는데 상기 속도 오차(△WR)를 제로로 만들기 위한 토오크 지령을 발생하는 방법은First, when the speed command (W R * ) is applied, the speed (W R ) fed back from the motor coincides with the command value (W R * ) so that the speed error (ΔW R ) becomes zero. To generate the torque command to zero the speed error ΔW R.

[수학식][Equation]

와 같다. Same as

즉, 상기 식에서은이 생길 때 속도 오차에 비례하여 토오크 지령값()을 만들고 전동기하는 속도에 도달하였을 때는 상기이 제로가 되어 비례항 KP△WR 성분의 토오크 지령갑은 없게된다. 그리고 상기 식(1)에서 적분항인는 속도 오차을 계속 누적하여 비례항인이 제로가 되는 정상 상태에서도 적분값은 계속 남아 토오크 지령를 만들게 된다. 그리고 상기 식(1)의 출력이 어느 값이상으로 커지는 것을 방지하기 위하여 제1도에서와 같이 제어기(7)를 사용하여 제어한다.In other words, silver Torque command value in proportion to the speed error ) When the motor reaches the speed It becomes zero and there is no torque command box of the proportional term KPΔWR component. And the integral term in the above formula (1) Speed error Continue to accumulate The integral value remains even in the normal state of this zero torque command Will make In order to prevent the output of Equation (1) from becoming larger than a certain value, it is controlled using the controller 7 as shown in FIG.

그러나 상기와 같은 회로는 속도 오차이 커질 때에 비례항과 적분항의 값이 모두 커져서 큰 값의 토오크지령가 발생하며, 상기 속도오차가 적은 값이라도 적분항은 이 값을 적분하여 시간의 경과에 따라 계속 누적하기 때문에 원하는 값 이상의 토오크 지령을 발생하여 필요 이상으로 전동기를 진동시킴에 따라 전동기를 정밀하게 제어할 수 없게 된다.However, such a circuit has a speed error Is proportional to And integral term Torque command of large value Occurs, the speed error Even if the value is small, the integral term integrates this value and continues to accumulate over time. By vibrating the motor more than necessary to control the motor can not be precisely controlled.

이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래 전동기의 속도 제어회로에 따르는 결함을 감안하여 속도 제어기의 비례항과 적분항을 속도 오차에 따라 변화시키며 제어를 하여 전동기의 진동이 억제되도록 창안한 것으로 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.Accordingly, the present invention has been made so that the vibration of the motor is suppressed by changing the proportional term and the integral term of the speed controller according to the speed error in consideration of the defect caused by the speed control circuit of the conventional motor as described above. As follows.

제2도는 속도 제어기를 포함하는 인버터의 블록 구성도로서 속도 지령()과 전동기의 속도 신호()를 속도 제어기(7)에 인가하고 그 출력()을 전류 제어기(8)에 인가하며 상기 전류 제어기(8)의 출력으로 제어기 모터(M1)를 제어하도록 구성한다.2 is a block diagram of an inverter including a speed controller. ) And the speed signal of the motor ( ) Is applied to the speed controller 7 and its output ( ) Is applied to the current controller 8 and configured to control the controller motor M1 with the output of the current controller 8.

한편, 제3도는 본 발명에 따른 속도 제어기의 블록 선도로서 이에 도시한 바와 같이 전동기에 대한 속도지령()을 전동기의 속도 신호 (WR)와 함께 감산하여 속도 오차()를 구한 다음 이 신호()를 비례항 및 적분항의 연산을 통해 처리하고 다시 그 출력신호() 가산기(4)에서 가산한 다음 전류제어기(7)를 통해 토오크 신호()의 진폭을 제어하도록 구성한다.On the other hand, Figure 3 is a block diagram of the speed controller according to the present invention as shown in the speed command for the motor ( ) Is subtracted from the motor's speed signal (W R ) to speed error ( ) And then this signal ( ) Is processed through the calculation of the proportional term and the integral term and the output signal ( ) Is added by the adder (4) and then the torque signal ( Is configured to control the amplitude.

상기와 같이 구성한 본 발명의 회로에 대하여 그 동작 및 작용효과를 제4도의 제어 흐름도와 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation and effect of the circuit of the present invention configured as described above will be described in detail with the control flowchart of FIG. 4 as follows.

모터 속도의 지령치와 실제 모터의 속도 WR을 입력으로하여 필요한 토오크 전류 지령()를 속도제어기(7)를 통해 출력하고 전류제어기(8)는 상기 토오크 전류()를 입력으로 하여 실제 전류()가 지령과 일치하도록 트랜지스터 모듈(9)에 지령을 인가하여 모터(M1)에 전류가 흐르게 하는데 이를 제3도의 블록 선도를 통해 설명하면 속도 지령()로 실제 속도 WR이 추종하도록 하기 위해 출력하는 토오크지령()는 속도 오차를 입력받아 아래와 같은 식을 산출한다.Setpoint of motor speed Torque current command required by inputting actual motor speed W R and ) Is output through the speed controller 7 and the current controller 8 is the torque current ( As the input, the actual current ( ) Is applied to the transistor module 9 so that the current flows in the motor M1 so that the command coincides with the command. Torque command to output actual speed W R to follow ) Speed error Get the following formula.

[수학식][Equation]

상기 식(2),(3)에서와는의 값에 따라 변화하는의 종속변수이며 이는 제5도와 같은 흐름도에 의해 제어되는데 먼저 토오크 지령 전류를 출력하고 상기가 제한값보다 적을때에는 제한 상태 표시 리미트(Limit)가 온인지를 판단하여 제한 상태가 종래와 같은 방식으로 사용하며 여기서 제한 상태는가 상기보다 증가한 후(Limit)=온이 되고 상기가의 80% 이하가 된 후에야 오프되는 상태를 의미한다. 그리고 상기의 절대값이 상기보다 커지면 다시가 제로보다 큰지를 판별하여 크면 그 크기를 상기로 제한하고 작으면 그 값을 -로 한 후 리미트를 온시킨다. 그리고 계속하여 비례정수를 2배의 크기로 하고를 0.5배로 한다. 이렇게 하면에 포함된 적분항값은 줄어들게 되고의 값은 커지게 되어 속도 오차이 감소하여가이하의 값으로 복귀할 때 과도 진동을 일으키는 요인이 되는의 값이 작기 때문에 과도진동의 저감 효과를 발휘하게 된다. 그리고의 값이의 80% 이하가 되면 다시 비례항와 적분항를 원래의 이득인 KP와 K1로 각각 복귀시키게 된다.In the above formulas (2) and (3) Wow Is Depending on the value of This is the dependent variable of, which is controlled by the flow chart like figure 5, which is the torque command current Output and remind Limit When it is less, it is determined whether the limit status display limit is on and the limit status is used in the same way as in the conventional art. Going above After further increase (Limit) = on and end It means the state is turned off only after it reaches 80% or less. And said The absolute value of If it gets bigger again Determines if is greater than zero and recalls its size Limited to-and if it's small- After turning on the limit. And then continue with the proportional integer Is twice the size Is 0.5 times. This way Integral term contained in The value will decrease Will increase the speed error This decreases end Cause of excessive vibration when returning to the following values Since the value of is small, the effect of reducing transient vibration is exerted. And Has a value of Is less than 80% of the proportional term And integral term Return to the original gains K P and K 1 , respectively.

따라서 상기가보다 작을 경우에는로 유지시키고가보다 클 경우에는 상기값을 키워서의 비중을보다 크게하여가보다 작아지는 경우를 대비하며, 따라서가보다 작아지면값이 적은 상태이므로 과도 상태가 저감되어 속도의 제어가 가능하게 된다.Thus above end If less than Keep it as end Greater than Increase the value Weight of Larger end In case it gets smaller, so end If smaller Since the state is small, the transient state is reduced and the speed can be controlled.

이상에서의 같이 본 발명은 속도 제어기의 비례항과 적분항을 속도 오차에 따라 변화시키며 제어를 하여 전동기의 진동이 억제되도록 해준다.As described above, the present invention changes the proportional term and the integral term of the speed controller according to the speed error and controls the vibration of the motor.

Claims (4)

전동기에 대한 토오크 전류()를 독립변수로하여 그에 따른 종속변수(KP)를 구하고 이를 속도오차()와 승산하여 제1토오크 제어신호()를 구하고, 토오크 신호()와 상기 제1토오크 제어신호()로 부터을 연산하여 제2토오크 제어신호()를 발생시킨 다음 상기 두 신호(,)를 합산하고 그 진폭의 절대치를 일정 진폭 이하로 제한하여 전동기에 대한 토오크 제어신호()를 발생시키는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 속도 제어방법.Torque current for motor ( ) As an independent variable to obtain the dependent variable (K P ) accordingly, and calculate the velocity error ( ) And the first torque control signal ( ) And the torque signal ( ) And the first torque control signal ( )from To calculate the second torque control signal ( ) And then the two signals ( , ) And limit the absolute value of the amplitude to a certain amplitude or less to adjust the torque control signal ( Speed control method of the induction motor, characterized in that for generating. 제1항에 있어서, 제1토오크 제어신호는()는 그 절대치가 제한치() 이상이면 제한치로 고정한 다음 제2토오크 제어신호()와 합산하여 토오크 신호()를 생성하고 생성된 토오크 신호()가 제한치()이상일 때에는 그 절대치를 제한치()로 설정한 다음 상기 제1토오크 제어신호()의 종속 변수를 2배로 하고 제2토오크 신호()에 대한 종속 변수를 1/2배하여 토오크 제어신호 ()를 생성하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 속도 제어 방법.The method of claim 1, wherein the first torque control signal is ( ) Is the absolute value of the limit ( ) Or above, then fix it to the limit value and then use the second torque control signal ( ) And the torque signal ( ) And the generated torque signal ( ) Is the limit ( Is higher than the absolute value ) And then the first torque control signal ( Double the dependent variable and the second torque signal ( Torque control signal ( The speed control method of the induction motor, characterized in that for generating. 제1항에 있어서, 상기토오크 제어신호()는 그 크기에 대한 한계가 설정되어 있을 경우 생성된 토오크 제어신호()의 절대치가 제한치()이하이고 제한치()의 0.8배 이상이면 상기 제1토오크 제어신호()의 종속 변수를 2배로 하고 제2토오크 제어신호()에 대한 종속변수를 1/2배하여 토오크 제어신호()를 생성하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 속도 제어방법.The torque control signal of claim 1, wherein ) Is the torque control signal generated when the limit on the magnitude is set. ) Is the absolute value of ) Or less than 0.8 times or more of the first torque control signal ( ) And the second torque control signal ( Torque control signal ( Speed control method of the induction motor, characterized in that for generating. 제1항에 있어서, 토오크 제어신호()는 그 크기에 대한 한계가 설정되어 있지 않고 그 진폭의 절대치가 제한치()이하이면 상기 제1토오크 제어신호()에 대한 종속 변수와 제2토오크 제어신호()에 대한 종속 변수를 승산처리하지 않고 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 속도 제어방법.The torque control signal of claim 1, ) Has no limit on its magnitude and the absolute value of its amplitude is Less than or equal to) the first torque control signal ( ) And the second torque control signal for Speed control method of the induction motor, characterized in that to maintain a constant without multiplying the dependent variable.
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